[发明专利]一种矿用圆环链的焊接方法

说明书

本发明涉及一种矿用圆环链的焊接方法，包括a)闪光焊接前准备：利用电极将链环固定于焊机上，将惰性气体管接至电极旁边，为焊接过程在接口周围通入惰性气体做准备；b)闪光预热：通惰性气体5‑7s后，焊机通过电极多次间断的给链环施加压应力，使链环的两个待焊端面断续接触，形成过梁爆破即断续闪光实现预热，电极推进促进对焊端的烧化量达到设定值；c)顶锻：对焊接端面施加顶锻压力让焊接接口间隙迅速减小，挤出对焊端面的液态金属或软化金属及氧化物夹杂，达到设定顶锻留量，让接头产生塑性变形形成牢固的焊口接头；d)顶锻保压：保持顶锻压力，顶锻保压时间5～7s。

技术领域

本发明矿用圆环链焊接控制的方法。

背景技术

在矿用高强度圆环链是煤矿井下机械化采矿的主要设备，即刮板运输机、刮板转载机、采煤机和刨煤机上的传动链；随着煤炭开采设备的更新换代，高强度矿用圆环链条在煤矿需求日益增加，强度要求也随之增加；圆环链的成环焊接采用闪光对焊，闪光对焊的基本原理是：焊件装配成对接接头，接通电源，并使其端面逐渐移近达到局部接触，利用电阻热加热这些接触点(产生闪光)，使端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内达到预定温度时，迅速施加顶锻力完成焊接。其中，编链和焊接工艺分为三种：冷编链冷焊接、热编链冷焊接和热编链热焊接。对于高强度圆环链更有选采用的是热编链冷焊接即闪光焊接方式。

闪光焊接的闪光的作用：1)加热焊件，热源主要来自于液体过梁的电阻热以及过梁爆破时部分金属液滴喷射在对口端面上所带来的热量。2)烧掉焊接端面上的异物和不平，因此降低了对焊前端面的表面质量要求；3)液体过梁爆破时产生的金属蒸汽减少了空气对对口间隙的入侵，形成自我保护。4)闪光后期在端面上形成的液体金属层，为顶锻时排除氧化物和过热金属提供了有利条件。

闪光焊接的顶锻的作用：1)封闭对口间隙，挤平因过梁爆破而留下的火口。2)彻底排除端面上的液体金属层，使焊缝中不残留铸态组织。3)排除过热金属及氧化物夹杂，造成洁净金属的紧密结合。4)使对口和邻近区域获得适当的塑性变形，促进焊缝再结晶过程。

目前，高强度矿用圆环链条钢闪光焊焊接工艺还不成熟，焊接质量问题突出，链环闪光焊接工艺对焊机的能力要求较高，工艺调整窗口窄；主要体现在链环的冷弯试验和拉伸试验存在开裂现象，开裂主要的断裂位置为闪光焊焊口，分析看，断口上裂纹源大部分启裂于灰斑缺陷，研究发现，这些灰斑缺陷是焊接过程中链条钢中合金元素的高温氧化产物,当没有充分挤出后，会滞留焊口，形成所谓焊接灰斑缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种矿用圆环链的焊接方法，通过在闪光焊接过程中增加焊口附近惰性气体保护，避免链条钢中的合金元素如Al、Si、Mn等发生高温氧化形成灰斑，从而提高焊口质量，抑制开裂现象。

另外，通过控制合适的闪光预热次数、顶锻速度、顶锻留量、顶锻压力和保压时间等参数，使得焊口附近过烧金属充分被顶出，保证闪光焊焊口质量和性能稳定性。

另外，通过矿用圆环链闪光焊焊口残余应力大小的评判方法来对闪光焊接的工艺参数进行优化，所述工艺参数包括但不限于闪光焊的顶锻压力、顶锻保压时间、预热时间等。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种矿用圆环链的焊接方法，包括如下步骤

a)闪光焊接前准备：将表面喷丸后的链环至于电极中间，利用电极将链环固定于焊机上，将惰性气体管接至电极旁边，为焊接过程在接口周围通入惰性气体做准备；电极的夹持长度直接关系到闪光焊的烧化量，夹持长度过长，烧化量过大容易导致不必要的过大环背分流，也会使热区温度梯度过小，夹持长度过小，烧化量过小会造成热区温度梯度过大，因此，应根据烧化量来确定夹持长度。